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摘要:文章主要结合笔者的工作经验和总结,阐述了土建结构工程的耐久性的现状,在此基础上,分析了土建结构工程的耐久性问题的原因,从中提出了提升土建结构工程耐久性的建议。
关键词:土建结构工程;混凝土;耐久性;建议
引言
土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系,是使用期内结构保持正常功能的能 力,这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性,而且更多地体现在适用性上。土建结构工程的耐久性现状,大多数土建结构由混凝土建造,混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施工程的普遍性问题。
1 土建结构工程的耐久性现状
20世纪70年代末期,先前建成的基础设施工程出现过早损坏的现象得到证实后,才颠覆了不少人心中将混凝土视为非常耐久材料的固有看法。
20世纪80年代初,据我国建设部的一项调查表明,国内大多数工业建筑物的最长使用期限为25年~30年,界期内都需要或多或少地修补,尤其是处于严酷环境下的建筑物,其使用寿命将缩短长仅10年之久。这种现象在桥梁、港口等基础设施工程的耐久性上更为普遍,归根结底是由钢筋混凝土保护层过薄、密实性差等,及许多工程建成后在短期内就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂等原因造成的。尤其是海港码头,一般在10年左右就会出现混凝土顺筋开裂和剥落等现象,极需修补。除此之外,城市立交桥常因冬天洒除冰盐及冰冻作用,在短短十几年内就不得不限载、大修或者拆除。可见,冰盐也能对混凝土路面造成很大伤害,就比如东北一条高等级公路,仅在一个冬天内就出现大面积剥蚀的现象。而我国铁路隧道由于采用低强度混凝土作为衬砌材料,因其密实度和抗渗性极差,不耐地下水,遭到机车废气侵蚀等原因,造成开裂、渗漏严重等现象。根据对几个公路局所管辖的隧道随机抽样调查分析,出现漏水情况的占50.4%,且1/3渗漏严重,并伴有钢轨配件锈蚀、电力牵引部分地段漏电等现象,严重影响正常运行。此前有专家预估,我国基础设施工程建设的高潮还将延续20年,这个高潮即将到来,其耗费将倍增于这些工程施工建设时的投资。看来土建结构工程的耐久性不容忽视。
2 影响混凝土结构耐久性问题的原因
2.1 以单一的强度指标作为混凝土的质量检验的衡量标准
国外对水泥强度质量的检验既要求不低于规定的最低值,又规定不高于最高值。一旦强度超过了规定值,即被视为不合格,这有利于提高水泥产品的质量而国内要求比较低,不低于最低值即可,这将导致水泥工业对水泥强度的不适当追求,使水泥细度增加,较强的矿物成份比例提高。
2.2 施工单位不恰当的施工进度及政府行的不恰当干预
充足的施工养护期是混凝土耐久性质量的保证。据有关报道,国外对于超前于合同规定施工期的行为给予重款,显然超前的施工进度不利于程质量。例如环境的进一步恶化,都无疑对混凝土结构造成大面积的侵蚀。因此迫切需要编制桥梁、隧道及港口等基础设施工程耐久性设计的技术条例,进一步修订补充现行规范中相关要求。必须明确的是各类基础设施工程的设计工作寿命,清楚知悉在一些比较重要的工程设计文件中,必须附注相关使用寿命的要求和论证。通过对当前状况的分析,施工技术人员在结构耐久性要求上没有可遵照的新依据,导致在工程在结构耐久性上依旧沿着老路走,除此之外,现今规范中的某些条文对设施工程结构耐久性有害。还要更重要的一点就是,在桥梁等混凝土结构施工中,必须加入粉煤灰等掺合料以确保提高混凝土的耐久性,可我国实际的铁路混凝土桥隧道施工仍然触犯有关明文规定。
2.3 工程技术界的过时看法,对改善混凝土结构耐久性造成强大阻力
引气是改善混凝土耐久性及工作性的常规手段,低水泥用量是提高混凝土抗裂及耐久性能的重要途径。而不愿意使用引气剂,和希望加大水泥用量来保证混凝土强度,对改善混凝土结构耐久性造成强大阻力。经过修订后的工程结构耐久性的规范要求,已经為其他土建工程行业领域提供了规范的约束要求。因此其他土建工程行业应遵照要求,一方面学习国内外已有的经验,尽快制定出相应的设计施工技术计划以应急需,另一方面还要合理安排系统的研究项目,加强对结构耐久性研究工作的支持力度,同时清楚地认识到混凝土结构的耐久性已然成为我国在这一领域的瓶颈环节。必须在当前国际上结构工程学科最前沿研究领域下狠下功夫。
3 土建结构工程的耐久性建议
(1)主管土建结构工程设计标准的部门,要对工程的耐久性要求作重点审查,明确土建结构工程的设计应有最低使用寿命的要求,重要工程的设计文件中应有正常使用寿命和耐久性设计的独立章节与论证;尽 快编制桥梁、隧道、港工等基础设施工程耐久性设计的技术条例,修订补充现行规范中对结构耐久性的要求。在修订规范的耐久性要求上,交通部于 2001年颁布的港工混凝土 结构防腐蚀技术规范已为其它土建结构工程行业起到较好的示范作用。我们一方面要参照国内外已有的资料和经验,尽快编写出相应的设计施 工技术文件以应急需,另一方面则要安排系统的研究项目,加大耐久性研究工作的支持力度;混凝土的耐久性研究离不开原材料和环境等特定条件,需要考虑本国的特点,是不能完全依赖国外研究成果的。
(2)加强土建结构工程使用阶段的正常检测与维护。结构耐久性和使用寿命的概念,与使用阶段的检测、维护和修理不能分割,对处于露天 和恶劣环境下的基础设施工程来说尤其如此。为了保证结构安全性和耐久性,一些工程在建成后的使用过程中,应该进行定期检测和维护。我国有结构工程的设计规范与施工规范,但没有如何使用的规范。有些工程倒塌事故,例如,某大桥发生桥面坍落事故,就是因为桥面结构与主拱之间的吊杆在连接处发生锈蚀,如果有定期的检测要求,这样的事故很有可能避免。有些国家对于结构的损坏可能导致公众安全的建筑物与桥、隧等公共工程,强制规定必须定期检测;即使是建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件,因其坠落后容易伤及公众,也有强制定期检测的要求。
(3)完善土建结构工程技术标准体系与管理体制。要更好的发挥学会、协会在技术标准编制、修订和管理中的作用,逐步淡化技术规范条文的强制性质,鼓励编制地方性规范(标准)和企业标准,适应不同地区在环境地质和经济、技术水平上的差异,并鼓励科技创新和技术进步。国家要对混凝土工程耐久性的基础理论研究给予重点支持,为在近期内编订有关法规标准给以立项资助,促进土建结构耐久性设计指导性技术条例的编制。在推广可靠度方法于各类设计规范时,要广泛征集各种看法,实事求是,稳慎对待。
(4)研发新技术,使土建结构工程走上可持续发展的道路积极研发新技术,加大混凝土中高性能混凝土的成分,减少水泥所占的比例,有利于增强混凝土的耐久性,同时也减少了水泥、砂石等资源的消耗量,不仅提高了土建结构工程的耐久性,也是其走上了绿色环保的可持续发展道路。
4 结语
总之,影响土建结构工程耐久性的因素众多,其中既有技术问题,也有制度问题。因此要改善土建结构工程的耐久性,就要从技术和制度方面双管齐下,全方面多角度的提出并落实问题的解决方案,从而在根本上解决土建结构工程耐久性的问题。
参考文献:
[1] 张金娥:《谈如何延长混凝土结构的使用寿命》,《内蒙古科技与经济》,2010(10).
[2] 王军:《土建结构工程的耐久性》,《山西建筑》,2009(8).
关键词:土建结构工程;混凝土;耐久性;建议
引言
土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系,是使用期内结构保持正常功能的能 力,这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性,而且更多地体现在适用性上。土建结构工程的耐久性现状,大多数土建结构由混凝土建造,混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施工程的普遍性问题。
1 土建结构工程的耐久性现状
20世纪70年代末期,先前建成的基础设施工程出现过早损坏的现象得到证实后,才颠覆了不少人心中将混凝土视为非常耐久材料的固有看法。
20世纪80年代初,据我国建设部的一项调查表明,国内大多数工业建筑物的最长使用期限为25年~30年,界期内都需要或多或少地修补,尤其是处于严酷环境下的建筑物,其使用寿命将缩短长仅10年之久。这种现象在桥梁、港口等基础设施工程的耐久性上更为普遍,归根结底是由钢筋混凝土保护层过薄、密实性差等,及许多工程建成后在短期内就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂等原因造成的。尤其是海港码头,一般在10年左右就会出现混凝土顺筋开裂和剥落等现象,极需修补。除此之外,城市立交桥常因冬天洒除冰盐及冰冻作用,在短短十几年内就不得不限载、大修或者拆除。可见,冰盐也能对混凝土路面造成很大伤害,就比如东北一条高等级公路,仅在一个冬天内就出现大面积剥蚀的现象。而我国铁路隧道由于采用低强度混凝土作为衬砌材料,因其密实度和抗渗性极差,不耐地下水,遭到机车废气侵蚀等原因,造成开裂、渗漏严重等现象。根据对几个公路局所管辖的隧道随机抽样调查分析,出现漏水情况的占50.4%,且1/3渗漏严重,并伴有钢轨配件锈蚀、电力牵引部分地段漏电等现象,严重影响正常运行。此前有专家预估,我国基础设施工程建设的高潮还将延续20年,这个高潮即将到来,其耗费将倍增于这些工程施工建设时的投资。看来土建结构工程的耐久性不容忽视。
2 影响混凝土结构耐久性问题的原因
2.1 以单一的强度指标作为混凝土的质量检验的衡量标准
国外对水泥强度质量的检验既要求不低于规定的最低值,又规定不高于最高值。一旦强度超过了规定值,即被视为不合格,这有利于提高水泥产品的质量而国内要求比较低,不低于最低值即可,这将导致水泥工业对水泥强度的不适当追求,使水泥细度增加,较强的矿物成份比例提高。
2.2 施工单位不恰当的施工进度及政府行的不恰当干预
充足的施工养护期是混凝土耐久性质量的保证。据有关报道,国外对于超前于合同规定施工期的行为给予重款,显然超前的施工进度不利于程质量。例如环境的进一步恶化,都无疑对混凝土结构造成大面积的侵蚀。因此迫切需要编制桥梁、隧道及港口等基础设施工程耐久性设计的技术条例,进一步修订补充现行规范中相关要求。必须明确的是各类基础设施工程的设计工作寿命,清楚知悉在一些比较重要的工程设计文件中,必须附注相关使用寿命的要求和论证。通过对当前状况的分析,施工技术人员在结构耐久性要求上没有可遵照的新依据,导致在工程在结构耐久性上依旧沿着老路走,除此之外,现今规范中的某些条文对设施工程结构耐久性有害。还要更重要的一点就是,在桥梁等混凝土结构施工中,必须加入粉煤灰等掺合料以确保提高混凝土的耐久性,可我国实际的铁路混凝土桥隧道施工仍然触犯有关明文规定。
2.3 工程技术界的过时看法,对改善混凝土结构耐久性造成强大阻力
引气是改善混凝土耐久性及工作性的常规手段,低水泥用量是提高混凝土抗裂及耐久性能的重要途径。而不愿意使用引气剂,和希望加大水泥用量来保证混凝土强度,对改善混凝土结构耐久性造成强大阻力。经过修订后的工程结构耐久性的规范要求,已经為其他土建工程行业领域提供了规范的约束要求。因此其他土建工程行业应遵照要求,一方面学习国内外已有的经验,尽快制定出相应的设计施工技术计划以应急需,另一方面还要合理安排系统的研究项目,加强对结构耐久性研究工作的支持力度,同时清楚地认识到混凝土结构的耐久性已然成为我国在这一领域的瓶颈环节。必须在当前国际上结构工程学科最前沿研究领域下狠下功夫。
3 土建结构工程的耐久性建议
(1)主管土建结构工程设计标准的部门,要对工程的耐久性要求作重点审查,明确土建结构工程的设计应有最低使用寿命的要求,重要工程的设计文件中应有正常使用寿命和耐久性设计的独立章节与论证;尽 快编制桥梁、隧道、港工等基础设施工程耐久性设计的技术条例,修订补充现行规范中对结构耐久性的要求。在修订规范的耐久性要求上,交通部于 2001年颁布的港工混凝土 结构防腐蚀技术规范已为其它土建结构工程行业起到较好的示范作用。我们一方面要参照国内外已有的资料和经验,尽快编写出相应的设计施 工技术文件以应急需,另一方面则要安排系统的研究项目,加大耐久性研究工作的支持力度;混凝土的耐久性研究离不开原材料和环境等特定条件,需要考虑本国的特点,是不能完全依赖国外研究成果的。
(2)加强土建结构工程使用阶段的正常检测与维护。结构耐久性和使用寿命的概念,与使用阶段的检测、维护和修理不能分割,对处于露天 和恶劣环境下的基础设施工程来说尤其如此。为了保证结构安全性和耐久性,一些工程在建成后的使用过程中,应该进行定期检测和维护。我国有结构工程的设计规范与施工规范,但没有如何使用的规范。有些工程倒塌事故,例如,某大桥发生桥面坍落事故,就是因为桥面结构与主拱之间的吊杆在连接处发生锈蚀,如果有定期的检测要求,这样的事故很有可能避免。有些国家对于结构的损坏可能导致公众安全的建筑物与桥、隧等公共工程,强制规定必须定期检测;即使是建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件,因其坠落后容易伤及公众,也有强制定期检测的要求。
(3)完善土建结构工程技术标准体系与管理体制。要更好的发挥学会、协会在技术标准编制、修订和管理中的作用,逐步淡化技术规范条文的强制性质,鼓励编制地方性规范(标准)和企业标准,适应不同地区在环境地质和经济、技术水平上的差异,并鼓励科技创新和技术进步。国家要对混凝土工程耐久性的基础理论研究给予重点支持,为在近期内编订有关法规标准给以立项资助,促进土建结构耐久性设计指导性技术条例的编制。在推广可靠度方法于各类设计规范时,要广泛征集各种看法,实事求是,稳慎对待。
(4)研发新技术,使土建结构工程走上可持续发展的道路积极研发新技术,加大混凝土中高性能混凝土的成分,减少水泥所占的比例,有利于增强混凝土的耐久性,同时也减少了水泥、砂石等资源的消耗量,不仅提高了土建结构工程的耐久性,也是其走上了绿色环保的可持续发展道路。
4 结语
总之,影响土建结构工程耐久性的因素众多,其中既有技术问题,也有制度问题。因此要改善土建结构工程的耐久性,就要从技术和制度方面双管齐下,全方面多角度的提出并落实问题的解决方案,从而在根本上解决土建结构工程耐久性的问题。
参考文献:
[1] 张金娥:《谈如何延长混凝土结构的使用寿命》,《内蒙古科技与经济》,2010(10).
[2] 王军:《土建结构工程的耐久性》,《山西建筑》,2009(8).